JP3519201B2 - 角形電池 - Google Patents
角形電池Info
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- JP3519201B2 JP3519201B2 JP04427596A JP4427596A JP3519201B2 JP 3519201 B2 JP3519201 B2 JP 3519201B2 JP 04427596 A JP04427596 A JP 04427596A JP 4427596 A JP4427596 A JP 4427596A JP 3519201 B2 JP3519201 B2 JP 3519201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- terminal portion
- prismatic battery
- electrode terminal
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は角形電池、特に角形二次電池の分
野に関する。
野に関する。
【０００２】
【従来技術】近年の電子機器の小型軽量化の進歩は目覚
ましいものがあり、とりわけＯＡ分野においては、デス
クトップ型からラップトップ型、ノートブック型へと小
型軽量化している。加えて、電子手帳、電子スチールカ
メラなどの新しい小型電子機器の分野も出現し、さらに
は従来のハードディスク、フロッピーディスクの小型化
に加えてメモリーカードの開発が進められている。この
ような電子機器の小型軽量化の波の中でこれらの電力を
支える電池にも高エネルギー密度、高出力等の高性能化
が要求されている。電池の形状においても従来からある
円筒形のものから機器の形状に合わせることができるニ
ッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池の角形電池が
種々開発、発売されている。角形電池は多くの改良がな
されてきたが、電極端子に関して改善すべき点は多い。
角形電池の軽量化のため、金属箔に電極活物質層を塗
り、電極端子付き電極の形状にあわせて切り出して集電
体と電極端子との接続部をなくす工夫がなされている
（図１）。また、電極端子部は実装効率を考えると小さ
い方が好ましく、通常、例えば特開平４−１９６０５４
の実施例に示されているように、電極端子の幅は電極の
辺の長さに比べかなり狭く、せいぜい３０％以上の幅に
なることはない。さらに集電体および電極端子に用いる
金属箔は、角形電池の軽量化のためにはより薄いものを
用いる方が有利である。前記電極端子部は積層した他の
電極端子と共に電気的に接合部が形成され、かつ該接合
部に外部引き出し端子部を電気的に接合される。しかし
ながら、上記のようにして実装された角形電池の容量は
特に高電流での充放電時には設計値よりもかなり小さく
なってしまうことが多く、解析の結果、電極面内での電
極反応が均一に起こってないことが分かった。
ましいものがあり、とりわけＯＡ分野においては、デス
クトップ型からラップトップ型、ノートブック型へと小
型軽量化している。加えて、電子手帳、電子スチールカ
メラなどの新しい小型電子機器の分野も出現し、さらに
は従来のハードディスク、フロッピーディスクの小型化
に加えてメモリーカードの開発が進められている。この
ような電子機器の小型軽量化の波の中でこれらの電力を
支える電池にも高エネルギー密度、高出力等の高性能化
が要求されている。電池の形状においても従来からある
円筒形のものから機器の形状に合わせることができるニ
ッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池の角形電池が
種々開発、発売されている。角形電池は多くの改良がな
されてきたが、電極端子に関して改善すべき点は多い。
角形電池の軽量化のため、金属箔に電極活物質層を塗
り、電極端子付き電極の形状にあわせて切り出して集電
体と電極端子との接続部をなくす工夫がなされている
（図１）。また、電極端子部は実装効率を考えると小さ
い方が好ましく、通常、例えば特開平４−１９６０５４
の実施例に示されているように、電極端子の幅は電極の
辺の長さに比べかなり狭く、せいぜい３０％以上の幅に
なることはない。さらに集電体および電極端子に用いる
金属箔は、角形電池の軽量化のためにはより薄いものを
用いる方が有利である。前記電極端子部は積層した他の
電極端子と共に電気的に接合部が形成され、かつ該接合
部に外部引き出し端子部を電気的に接合される。しかし
ながら、上記のようにして実装された角形電池の容量は
特に高電流での充放電時には設計値よりもかなり小さく
なってしまうことが多く、解析の結果、電極面内での電
極反応が均一に起こってないことが分かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高電流
での充放電においても電極反応が均一で高エネルギーの
角形電池を提供することにある。
での充放電においても電極反応が均一で高エネルギーの
角形電池を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは電極反応が
不均一であることの原因を求めるべく、詳細な観察を行
なったところ、電極端子から電極への電流の流れ込み方
が電極面内での電極反応に大きく関与し、電極端子が小
さい場合には電極端子部付近のみで電極反応が起こりや
すいことを見い出し、この知見に基づいてさらに研究し
た結果、電極反応を均一に行なうためには、電極端子部
が、該端子部に接合される電極の幅の５０％以上、好ま
しくは７０％以上の幅を有することが有効であることが
分かり、本発明に到達した。以下、本発明の角形電池の
構成および電極反応について、図面に基づいて説明す
る。正極ａと負極ｂは電解質（セパレータ）７を介して
交互に積層されるものであるが、正極ａの端子部８と負
極ｂの端子部９は、同じ側のそれぞれの対応する位置の
辺、あるいは垂直に交わるそれぞれの辺に設けても構わ
ないが、正極ａの端子部８と負極ｂの端子部９の接触に
よる内部短絡が生じやすく、電極反応をさらに均一にす
るために対向する電極の辺に対向して設けたものが特に
好ましい。電池内での電流の流れは、集電体１０→正極
活物質５→電解質７→負極活物質６→負極集電体１１→
負極端子９と流れるので、集電体１０、１１をより薄い
材料を用いれば集電体の抵抗は大きくなるため、電極端
子部に近い部分で電極面内での電極反応は優先的に生じ
てしまうが、前記のように正極端子部８と負極端子部９
を互いに対向する辺に設けると電流の流れは均一とな
り、従って電極面内での電極反応を均一に起こすことが
できるので、この点でも、正極端子部と負極端子部は、
互いに対向する電極の辺に設けることが好ましい。
不均一であることの原因を求めるべく、詳細な観察を行
なったところ、電極端子から電極への電流の流れ込み方
が電極面内での電極反応に大きく関与し、電極端子が小
さい場合には電極端子部付近のみで電極反応が起こりや
すいことを見い出し、この知見に基づいてさらに研究し
た結果、電極反応を均一に行なうためには、電極端子部
が、該端子部に接合される電極の幅の５０％以上、好ま
しくは７０％以上の幅を有することが有効であることが
分かり、本発明に到達した。以下、本発明の角形電池の
構成および電極反応について、図面に基づいて説明す
る。正極ａと負極ｂは電解質（セパレータ）７を介して
交互に積層されるものであるが、正極ａの端子部８と負
極ｂの端子部９は、同じ側のそれぞれの対応する位置の
辺、あるいは垂直に交わるそれぞれの辺に設けても構わ
ないが、正極ａの端子部８と負極ｂの端子部９の接触に
よる内部短絡が生じやすく、電極反応をさらに均一にす
るために対向する電極の辺に対向して設けたものが特に
好ましい。電池内での電流の流れは、集電体１０→正極
活物質５→電解質７→負極活物質６→負極集電体１１→
負極端子９と流れるので、集電体１０、１１をより薄い
材料を用いれば集電体の抵抗は大きくなるため、電極端
子部に近い部分で電極面内での電極反応は優先的に生じ
てしまうが、前記のように正極端子部８と負極端子部９
を互いに対向する辺に設けると電流の流れは均一とな
り、従って電極面内での電極反応を均一に起こすことが
できるので、この点でも、正極端子部と負極端子部は、
互いに対向する電極の辺に設けることが好ましい。
【０００５】正極の端子部８及び負極の端子部９はそれ
ぞれ積層されている他の同極の端子部と電気的に接続さ
れ、さらに電極端子部８、９につながる引き出し端子部
３に接続されている。引き出し端子部３と電極端子部
８、９とが重なる幅は電極端子部の７０％以上、好まし
くは８０％以上である。７０％以下では電極への電流の
流れ方が不均一となり好ましくない。電極端子部８、９
と引き出し端子部３は、非接続部を有して複数個所で電
気的に接続されていることが好ましい。非接続部を介し
て電気的に接続することにより、非接続部を設けていな
い場合に比較して、接続に伴う端子部の歪が起きずらい
という点で優れている。前記非接続部の長さは１ｃｍ以
下が好ましく、さらに好ましくは０．８〜０ｃｍであ
る。前記非接続部の長さが１ｃｍ以上では、電極への電
流の流れ方が不均一となり好ましくない。例えば、接続
の間隔が０のシーム溶接などは、端子部の歪を抑えるこ
とができればより好ましい接続方法である。電気的な接
続方法はスポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接、超
音波溶接等の溶接、導電性接着剤、ハンダ付け等の接
着、リベット等による圧着等が例示できるが、接続強
度、接続抵抗を考慮すると溶接が最も好ましい。引き出
し端子部はニッケル、銅、アルミニウム、チタン、ステ
ンレス鋼等の導電性の高い金属が例示でき、導電性、耐
食性を考慮するとニッケルが最も好ましい。引き出し端
子部の厚みとしては１０〜１００μｍ、好ましくは２０
〜８０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍである。
１０μｍ以下では強度、抵抗とも好ましくなく、１００
μｍ以上では引き出し端子部の重量が重くなるため電池
のエネルギー密度が低下する。本発明において電解質は
電解液で何ら問題はないが、高分子固体電解質、特にゲ
ル状高分子電解質を用いると電解液の片寄りによる電解
質の不足が生じずさらに好ましい。本発明の角形電池は
複数の正極及び負極を積層し、角形電池の放電容量を高
くすることが好ましく、電極の枚数が増えるほど本発明
の効果は大きくなる。
ぞれ積層されている他の同極の端子部と電気的に接続さ
れ、さらに電極端子部８、９につながる引き出し端子部
３に接続されている。引き出し端子部３と電極端子部
８、９とが重なる幅は電極端子部の７０％以上、好まし
くは８０％以上である。７０％以下では電極への電流の
流れ方が不均一となり好ましくない。電極端子部８、９
と引き出し端子部３は、非接続部を有して複数個所で電
気的に接続されていることが好ましい。非接続部を介し
て電気的に接続することにより、非接続部を設けていな
い場合に比較して、接続に伴う端子部の歪が起きずらい
という点で優れている。前記非接続部の長さは１ｃｍ以
下が好ましく、さらに好ましくは０．８〜０ｃｍであ
る。前記非接続部の長さが１ｃｍ以上では、電極への電
流の流れ方が不均一となり好ましくない。例えば、接続
の間隔が０のシーム溶接などは、端子部の歪を抑えるこ
とができればより好ましい接続方法である。電気的な接
続方法はスポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接、超
音波溶接等の溶接、導電性接着剤、ハンダ付け等の接
着、リベット等による圧着等が例示できるが、接続強
度、接続抵抗を考慮すると溶接が最も好ましい。引き出
し端子部はニッケル、銅、アルミニウム、チタン、ステ
ンレス鋼等の導電性の高い金属が例示でき、導電性、耐
食性を考慮するとニッケルが最も好ましい。引き出し端
子部の厚みとしては１０〜１００μｍ、好ましくは２０
〜８０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍである。
１０μｍ以下では強度、抵抗とも好ましくなく、１００
μｍ以上では引き出し端子部の重量が重くなるため電池
のエネルギー密度が低下する。本発明において電解質は
電解液で何ら問題はないが、高分子固体電解質、特にゲ
ル状高分子電解質を用いると電解液の片寄りによる電解
質の不足が生じずさらに好ましい。本発明の角形電池は
複数の正極及び負極を積層し、角形電池の放電容量を高
くすることが好ましく、電極の枚数が増えるほど本発明
の効果は大きくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いる正極活物質５とし
ては、無機系活物質、有機系活物質、これらの複合体が
例示できるが、無機系活物質あるいは無機系活物質と有
機系活物質の複合体が、特にエネルギー密度が大きく好
ましい。無機系活物質としては、ＭｎＯ2，Ｍｎ2Ｏ3，
ＣｏＯ2，ＮｉＯ2，ＴｉＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｖ3Ｏ8，Ｃｒ2Ｏ
3，Ｆｅ2（ＳＯ4）3，Ｆｅ2（ＭｏＯ2）3，Ｆｅ2（ＷＯ
2）3などの金属酸化物、ＴｉＳ2，ＭｏＳ2，ＦｅＳ等の
金属硫化物、これらの化合物とリチウムの複合酸化物が
挙げられる。有機系活物質としてはポリアセチレン、ポ
リアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアル
キルチオフェン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポ
リジフェニルベンジジン等の導電性高分子、炭素体から
選ばれる１種またはそれ以上の複合体などを例示するこ
とができる。本発明に用いる負極活物質６としては、リ
チウム、リチウムとアルミニウム、鉛、亜鉛、ケイ素等
との合金粉末、天然黒鉛、石炭、石油、コークスのほ
か、有機化合物を原料として熱分解炭素、天然高分子、
合成高分子を焼成することにより得られる炭素体などが
挙げられる。前記電極に用いるバインダーとしてはポリ
テトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等の有
機フッ素高分子、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの
ポリオレフィン、ポリアニリン、ポリアルキルチオフェ
ン等の可溶性導電性高分子等を例示できるが、これらに
限定されるものではない。また、前記電極の厚みとして
は、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍで
ある。５μｍ以下では、活物質に対して集電体の占める
割合が多くなるため電池のエネルギー密度が低下する。
１０００μｍ以上では、電極の内部抵抗が高くなるため
電極活物質の利用率が低下する。本発明に用いる集電体
としてはニッケル、アルミニウム、チタン、銅、ステン
レス鋼等の金網、パンチングメタル、エキスパンドメタ
ル、ホイル、発泡金属が挙げられるが、軽量性、加工
性、薄さを考慮するとホイル、パンチングメタル、エキ
スパンドメタルが好ましい。本発明に用いる集電体の厚
さとしては、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜７０μ
ｍである。５μｍ以下では集電体の機械的強度が低く、
集電特性も劣る。１００μｍ以上では集電体の重量が重
く、エネルギー密度が低くなる。前記電極中には導電剤
を含有しても良く、アセチレンブラック、ケッチェンブ
ラック、グラファイト等の導電性炭素材料、ニッケル、
ステンレス等の金属材料、ポリピロール等の導電性高分
子材料が挙げられるが、導電性炭素材料が少量の添加量
で導電性が改善でき好ましい。前記電極は、二次電池用
電極として用いられ、特に負極として好ましく、高エネ
ルギー密度電極として用いられる。本発明の二次電池は
基本的には、正極、負極、電解質から構成され、必要に
よりセパレータが用いられる。電解質としては電解液あ
るいは固体電解質が用いられる。
ては、無機系活物質、有機系活物質、これらの複合体が
例示できるが、無機系活物質あるいは無機系活物質と有
機系活物質の複合体が、特にエネルギー密度が大きく好
ましい。無機系活物質としては、ＭｎＯ2，Ｍｎ2Ｏ3，
ＣｏＯ2，ＮｉＯ2，ＴｉＯ2，Ｖ2Ｏ5，Ｖ3Ｏ8，Ｃｒ2Ｏ
3，Ｆｅ2（ＳＯ4）3，Ｆｅ2（ＭｏＯ2）3，Ｆｅ2（ＷＯ
2）3などの金属酸化物、ＴｉＳ2，ＭｏＳ2，ＦｅＳ等の
金属硫化物、これらの化合物とリチウムの複合酸化物が
挙げられる。有機系活物質としてはポリアセチレン、ポ
リアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアル
キルチオフェン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポ
リジフェニルベンジジン等の導電性高分子、炭素体から
選ばれる１種またはそれ以上の複合体などを例示するこ
とができる。本発明に用いる負極活物質６としては、リ
チウム、リチウムとアルミニウム、鉛、亜鉛、ケイ素等
との合金粉末、天然黒鉛、石炭、石油、コークスのほ
か、有機化合物を原料として熱分解炭素、天然高分子、
合成高分子を焼成することにより得られる炭素体などが
挙げられる。前記電極に用いるバインダーとしてはポリ
テトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等の有
機フッ素高分子、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの
ポリオレフィン、ポリアニリン、ポリアルキルチオフェ
ン等の可溶性導電性高分子等を例示できるが、これらに
限定されるものではない。また、前記電極の厚みとして
は、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍで
ある。５μｍ以下では、活物質に対して集電体の占める
割合が多くなるため電池のエネルギー密度が低下する。
１０００μｍ以上では、電極の内部抵抗が高くなるため
電極活物質の利用率が低下する。本発明に用いる集電体
としてはニッケル、アルミニウム、チタン、銅、ステン
レス鋼等の金網、パンチングメタル、エキスパンドメタ
ル、ホイル、発泡金属が挙げられるが、軽量性、加工
性、薄さを考慮するとホイル、パンチングメタル、エキ
スパンドメタルが好ましい。本発明に用いる集電体の厚
さとしては、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜７０μ
ｍである。５μｍ以下では集電体の機械的強度が低く、
集電特性も劣る。１００μｍ以上では集電体の重量が重
く、エネルギー密度が低くなる。前記電極中には導電剤
を含有しても良く、アセチレンブラック、ケッチェンブ
ラック、グラファイト等の導電性炭素材料、ニッケル、
ステンレス等の金属材料、ポリピロール等の導電性高分
子材料が挙げられるが、導電性炭素材料が少量の添加量
で導電性が改善でき好ましい。前記電極は、二次電池用
電極として用いられ、特に負極として好ましく、高エネ
ルギー密度電極として用いられる。本発明の二次電池は
基本的には、正極、負極、電解質から構成され、必要に
よりセパレータが用いられる。電解質としては電解液あ
るいは固体電解質が用いられる。
【０００７】本発明の二次電池の電解液としては非水溶
媒に電解質塩を溶解したものが挙げられる。非水溶媒と
しては、カーボネート溶媒（プロピレンカーボネート、
エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート）、アミド溶媒
（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロジリノ
ン）、ラクトン溶媒（γ−ブチルラクトン、γ−バレロ
ラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−１，３−
オキサゾリジン−２−オンなど）、アルコール溶媒（エ
チレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、メチルセロソルブ、１，２−ブタンジオール、１，
３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリ
セリン、ポリオキシアルキレングリコール、シクロヘキ
サンジオール、キシレングリコール等）、エーテル溶媒
（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジ
エトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、
アルコキシポリアルキレンエーテル等）、ニトリル溶媒
（ベンゾニトリル、アセトニトリル、３−メトキシプロ
ピオニトリル等）、燐酸類及び燐酸エステル溶媒（正燐
酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、亜燐酸、トリメチ
ルホスフェートなど）、２−イミダゾリジノン類（１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン
類、スルホラン溶媒（スルホラン、テトラメチレンスル
ホラン）、フラン溶媒（テトラヒドロフラン、２−メチ
ルテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシテトラヒド
ロフラン）、ジオキソラン、ジオキサン、ジクロロエタ
ンの単独あるいは２種以上の混合溶媒が使用できる。こ
れらのうち好ましくはカーボネート類、エーテル類、フ
ラン溶媒である。セパレータとしては、電解質溶液のイ
オン移動に低抵抗であり、かつ、溶液保持性に優れたも
のが用いられ、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の１種以上の材質から選ばれる不織布又は織布等が挙
げられる。本発明における電解質塩としては、通常の電
解質として用いられるものであれば特に制限はないが、
例えば、ＬｉＢＲ4（Ｒはフェニル基、アルキル基）、
ＬｉＰＦ6，ＬｉＳｂＦ6，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＢＦ4，Ｌ
ｉＣｌＯ4，ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ，（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ，
（ＣＦ3ＳＯ2）3ＣＬｉ，Ｃ6Ｆ9ＳＯ3Ｌｉ，Ｃ8Ｆ17Ｓ
Ｏ3Ｌｉ，リチウムテトラキス〔３，５−ビス（トリフ
ルオロメチル）フェニル〕ボレート，ＬｉＡｌＣｌ4等
を例示することができる。好ましくはＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ，
（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ，（ＣＦ3ＳＯ2）3ＣＬｉ，Ｃ6
Ｆ9ＳＯ3Ｌｉ，Ｃ8Ｆ17ＳＯ3Ｌｉ等のスルホン酸系アニ
オン電解質である。また、電解液の代りに高分子固体電
解質を用いることもできる。高分子固体電解質として
は、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイ
ド、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリルアミド等をポ
リマーマトリックスとして、前記の電解質塩をポリマー
マトリックス中に溶解した複合体、あるいはこれらのゲ
ル架橋体、低分子量ポリエチレンオキサイド、クラウン
エーテル等のイオン解離基をポリマー主鎖にグラフト化
した高分子固体電解質、あるいは高分子量重合体に前記
電解液を含有させたゲル状高分子固体電解質などが挙げ
られる。
媒に電解質塩を溶解したものが挙げられる。非水溶媒と
しては、カーボネート溶媒（プロピレンカーボネート、
エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート）、アミド溶媒
（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロジリノ
ン）、ラクトン溶媒（γ−ブチルラクトン、γ−バレロ
ラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−１，３−
オキサゾリジン−２−オンなど）、アルコール溶媒（エ
チレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、メチルセロソルブ、１，２−ブタンジオール、１，
３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリ
セリン、ポリオキシアルキレングリコール、シクロヘキ
サンジオール、キシレングリコール等）、エーテル溶媒
（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジ
エトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、
アルコキシポリアルキレンエーテル等）、ニトリル溶媒
（ベンゾニトリル、アセトニトリル、３−メトキシプロ
ピオニトリル等）、燐酸類及び燐酸エステル溶媒（正燐
酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、亜燐酸、トリメチ
ルホスフェートなど）、２−イミダゾリジノン類（１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン
類、スルホラン溶媒（スルホラン、テトラメチレンスル
ホラン）、フラン溶媒（テトラヒドロフラン、２−メチ
ルテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシテトラヒド
ロフラン）、ジオキソラン、ジオキサン、ジクロロエタ
ンの単独あるいは２種以上の混合溶媒が使用できる。こ
れらのうち好ましくはカーボネート類、エーテル類、フ
ラン溶媒である。セパレータとしては、電解質溶液のイ
オン移動に低抵抗であり、かつ、溶液保持性に優れたも
のが用いられ、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の１種以上の材質から選ばれる不織布又は織布等が挙
げられる。本発明における電解質塩としては、通常の電
解質として用いられるものであれば特に制限はないが、
例えば、ＬｉＢＲ4（Ｒはフェニル基、アルキル基）、
ＬｉＰＦ6，ＬｉＳｂＦ6，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＢＦ4，Ｌ
ｉＣｌＯ4，ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ，（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ，
（ＣＦ3ＳＯ2）3ＣＬｉ，Ｃ6Ｆ9ＳＯ3Ｌｉ，Ｃ8Ｆ17Ｓ
Ｏ3Ｌｉ，リチウムテトラキス〔３，５−ビス（トリフ
ルオロメチル）フェニル〕ボレート，ＬｉＡｌＣｌ4等
を例示することができる。好ましくはＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ，
（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ，（ＣＦ3ＳＯ2）3ＣＬｉ，Ｃ6
Ｆ9ＳＯ3Ｌｉ，Ｃ8Ｆ17ＳＯ3Ｌｉ等のスルホン酸系アニ
オン電解質である。また、電解液の代りに高分子固体電
解質を用いることもできる。高分子固体電解質として
は、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイ
ド、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリルアミド等をポ
リマーマトリックスとして、前記の電解質塩をポリマー
マトリックス中に溶解した複合体、あるいはこれらのゲ
ル架橋体、低分子量ポリエチレンオキサイド、クラウン
エーテル等のイオン解離基をポリマー主鎖にグラフト化
した高分子固体電解質、あるいは高分子量重合体に前記
電解液を含有させたゲル状高分子固体電解質などが挙げ
られる。
【０００８】
実施例１
ＬｉＣｏＯ2とグラファイトとポリフッ化ビニリデンを
８５：８：７の重量比で秤量し、Ｎ−メチルピロリドン
を加えてペースト状にし、厚さ２０μｍのステンレス鋼
箔の両面に１００μｍ塗布した。電極活物質層２が４ｃ
ｍ×５ｃｍの図４のような正極を作製した。ピッチコー
クスとポリフッ化ビニリデンを９０：１０の重量比で秤
量し、Ｎ−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、
厚さ２０μｍの銅箔の両面に１００μｍ塗布した。電極
活物質層２が４ｃｍ×５ｃｍの正極と同形状の負極を作
製した。図６に示すように、前記負極６枚と正極５枚を
セパレータを介して電極端子部が互いに反対方向となる
ように交互に積層し、厚さ４０μｍ、幅５ｍｍのニッケ
ルの正極および負極引き出し端子部１２、１３を正極お
よび負極端子部８、９上に正極および負極端子部８、９
の９０％が重なるように置き、７箇所スポット溶接によ
り正極および負極端子部８、９と引き出し端子部１２、
１３を電気的に接続した。電解液に１ＭＬｉＰＦ6／エ
チレンカーボネート＋ジメチルカーボネート（１：１体
積比）を使用して角形電池を作製した。４００ｍＡで３
Ｖと４．２Ｖの範囲で充放電を行なったところ２０サイ
クル目の放電容量は４３０ｍＡｈ、２００サイクル目の
放電容量は３６０ｍＡｈであった。
８５：８：７の重量比で秤量し、Ｎ−メチルピロリドン
を加えてペースト状にし、厚さ２０μｍのステンレス鋼
箔の両面に１００μｍ塗布した。電極活物質層２が４ｃ
ｍ×５ｃｍの図４のような正極を作製した。ピッチコー
クスとポリフッ化ビニリデンを９０：１０の重量比で秤
量し、Ｎ−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、
厚さ２０μｍの銅箔の両面に１００μｍ塗布した。電極
活物質層２が４ｃｍ×５ｃｍの正極と同形状の負極を作
製した。図６に示すように、前記負極６枚と正極５枚を
セパレータを介して電極端子部が互いに反対方向となる
ように交互に積層し、厚さ４０μｍ、幅５ｍｍのニッケ
ルの正極および負極引き出し端子部１２、１３を正極お
よび負極端子部８、９上に正極および負極端子部８、９
の９０％が重なるように置き、７箇所スポット溶接によ
り正極および負極端子部８、９と引き出し端子部１２、
１３を電気的に接続した。電解液に１ＭＬｉＰＦ6／エ
チレンカーボネート＋ジメチルカーボネート（１：１体
積比）を使用して角形電池を作製した。４００ｍＡで３
Ｖと４．２Ｖの範囲で充放電を行なったところ２０サイ
クル目の放電容量は４３０ｍＡｈ、２００サイクル目の
放電容量は３６０ｍＡｈであった。
【０００９】実施例２
Ｖ2Ｏ5とポリアニリンを９：１（重量比）で秤量し、Ｎ
−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、厚さ２０
μｍのステンレス鋼箔の両面に８０μｍ塗布した。電極
活物質層２が４ｃｍ×６ｃｍとなるようにし、図５のよ
うな形状の正極を作製した。厚さ１０μｍポリプロピレ
ン微多孔性フィルム２枚で電極を挾み熱融着により電極
の長手方向に沿う辺のポリプロピレン微多孔性フィルム
を融着した。ピッチコークスとグラファイトとポリフッ
化ビニリデンを４５：４５：１０の重量比で秤量し、Ｎ
−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、厚さ２０
μｍの銅箔の両面に１００μｍ塗布した。電極活物質層
２が４ｃｍ×６ｃｍで正極と同形状の負極を作製した。
２ＭＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2／エチレンカーボネート＋
ジメチルカーボネート（１：１体積比）を８５重量部、
エトキシジエチレングリコールアクリレートを１４．５
重量部、トリメチロールプロパントリアクリレートを
０．４９重量部、ベンゾインイソプロピルエーテルを
０．１重量部を混合したものを正極及び負極に浸透させ
ＵＶ光を照射して正極及び負極にゲル状高分子固体電解
質を形成した。図６に示すように負極６枚と正極５枚を
セパレータを介して電極端子部が互いに反対方向となる
ように交互に積層した。厚さ４０μｍ、幅５ｍｍのアル
ミニウムの正極およびニッケルの負極引き出し端子部１
２、１３を正極および負極端子部８、９上に正極および
負極端子部８、９の９０％が重なるように置き、７箇所
スポット溶接により正極および負極端子部８、９と引き
出し端子部１２、１３を電気的に接続した。４００ｍＡ
で２．５Ｖと３．７Ｖの範囲で充放電を行なったところ
２０サイクル目の放電容量は４５０ｍＡｈ、２００サイ
クル目の放電容量は４００ｍＡｈであった。
−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、厚さ２０
μｍのステンレス鋼箔の両面に８０μｍ塗布した。電極
活物質層２が４ｃｍ×６ｃｍとなるようにし、図５のよ
うな形状の正極を作製した。厚さ１０μｍポリプロピレ
ン微多孔性フィルム２枚で電極を挾み熱融着により電極
の長手方向に沿う辺のポリプロピレン微多孔性フィルム
を融着した。ピッチコークスとグラファイトとポリフッ
化ビニリデンを４５：４５：１０の重量比で秤量し、Ｎ
−メチルピロリドンを加えてペースト状にし、厚さ２０
μｍの銅箔の両面に１００μｍ塗布した。電極活物質層
２が４ｃｍ×６ｃｍで正極と同形状の負極を作製した。
２ＭＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2／エチレンカーボネート＋
ジメチルカーボネート（１：１体積比）を８５重量部、
エトキシジエチレングリコールアクリレートを１４．５
重量部、トリメチロールプロパントリアクリレートを
０．４９重量部、ベンゾインイソプロピルエーテルを
０．１重量部を混合したものを正極及び負極に浸透させ
ＵＶ光を照射して正極及び負極にゲル状高分子固体電解
質を形成した。図６に示すように負極６枚と正極５枚を
セパレータを介して電極端子部が互いに反対方向となる
ように交互に積層した。厚さ４０μｍ、幅５ｍｍのアル
ミニウムの正極およびニッケルの負極引き出し端子部１
２、１３を正極および負極端子部８、９上に正極および
負極端子部８、９の９０％が重なるように置き、７箇所
スポット溶接により正極および負極端子部８、９と引き
出し端子部１２、１３を電気的に接続した。４００ｍＡ
で２．５Ｖと３．７Ｖの範囲で充放電を行なったところ
２０サイクル目の放電容量は４５０ｍＡｈ、２００サイ
クル目の放電容量は４００ｍＡｈであった。
【００１０】比較例１
実施例２において、正極及び負極を図７のような形状に
する以外は実施例２と同様に角形電池を作製し、充放電
試験を行ったところ２０サイクル目の放電容量が３８０
ｍＡｈ、２００サイクル目の放電容量は１１０ｍＡｈで
あった。
する以外は実施例２と同様に角形電池を作製し、充放電
試験を行ったところ２０サイクル目の放電容量が３８０
ｍＡｈ、２００サイクル目の放電容量は１１０ｍＡｈで
あった。
【００１１】以下、本発明の実施態様を示す。
１．正極および負極が電解質を介して交互に積層されて
なる角形電池において、正極および／または負極の端子
部が、該端子部に接合される電極の幅の５０％以上、好
ましくは７０％以上の幅を有し、かつ各電極端子部の一
部分が互いに積層して電気的接続部分を形成したもので
あることを特徴とする角形電池。 ２．正極端子部と負極端子部が、電極の互いに対向する
辺側に設けたものである前記１の角形電池。 ３．引き出し端子部の幅が、電極端子部の電気的接続部
分の幅の７０％以上、好ましくは８０％以上のものであ
る前記１ないし２の角形電池。 ４．引き出し端子部と電極端子部の電気的接続部分が、
非接続部を有して複数個所で電気的に接続されたもので
ある前記１ないし３の角形電池。 ５．非接続部の長さが１ｃｍ以下のものである前記４の
角形電池。 ６．非接続部の長さが０．８〜０ｃｍのものである前記
５の角形電池。
なる角形電池において、正極および／または負極の端子
部が、該端子部に接合される電極の幅の５０％以上、好
ましくは７０％以上の幅を有し、かつ各電極端子部の一
部分が互いに積層して電気的接続部分を形成したもので
あることを特徴とする角形電池。 ２．正極端子部と負極端子部が、電極の互いに対向する
辺側に設けたものである前記１の角形電池。 ３．引き出し端子部の幅が、電極端子部の電気的接続部
分の幅の７０％以上、好ましくは８０％以上のものであ
る前記１ないし２の角形電池。 ４．引き出し端子部と電極端子部の電気的接続部分が、
非接続部を有して複数個所で電気的に接続されたもので
ある前記１ないし３の角形電池。 ５．非接続部の長さが１ｃｍ以下のものである前記４の
角形電池。 ６．非接続部の長さが０．８〜０ｃｍのものである前記
５の角形電池。
【００１２】７．引き出し端子部の長さが１０〜１００
μｍ、好ましくは２０〜８０μｍ、さらに好ましくは２
０〜５０μｍのものである前記１ないし６の角形電池。 ８．正極および負極が、ともに複数層である前記１ない
し７の角形電池。 ９．電解質が固体電解質である前記１ないし８の角形電
池。 １０．角形電池が２次電池である前記１ないし９の角形
電池。 １１．２次電池がリチウム２次電池である前記１ないし
１０の角形電池。
μｍ、好ましくは２０〜８０μｍ、さらに好ましくは２
０〜５０μｍのものである前記１ないし６の角形電池。 ８．正極および負極が、ともに複数層である前記１ない
し７の角形電池。 ９．電解質が固体電解質である前記１ないし８の角形電
池。 １０．角形電池が２次電池である前記１ないし９の角形
電池。 １１．２次電池がリチウム２次電池である前記１ないし
１０の角形電池。
【００１３】
１．請求項１および２
高電流での充放電においても電極反応が均一に行なうこ
とができるため、高エネルギー密度角形電池を提供する
ことができる。 ２．請求項３および４ 電極端子部の抵抗が小さくすることができるため、高電
流での充放電においても電極反応が均一に行なうことが
できる高エネルギー密度角形電池を提供することができ
る。 ３．請求項５ 信頼性の高い角形電池が提供できる。
とができるため、高エネルギー密度角形電池を提供する
ことができる。 ２．請求項３および４ 電極端子部の抵抗が小さくすることができるため、高電
流での充放電においても電極反応が均一に行なうことが
できる高エネルギー密度角形電池を提供することができ
る。 ３．請求項５ 信頼性の高い角形電池が提供できる。
【図１】金属箔を電極端子付き電極の形状にあわせて切
り出して作製した公知の電極端子付き電極の形状を模式
的に示した図である。
り出して作製した公知の電極端子付き電極の形状を模式
的に示した図である。
【図２】引き出し端子部、電極端子部および電気的接続
部の接合状態を示す電極端子付き電極の模式図である。
部の接合状態を示す電極端子付き電極の模式図である。
【図３】正極端子部と負極端子部が、電極の互いに対向
する辺側に設けた本発明の角形電池を示す断面図であ
る。
する辺側に設けた本発明の角形電池を示す断面図であ
る。
【図４】実施例１の電極端子付き電極の形状を示す図で
ある。
ある。
【図５】実施例２の電極端子付き電極の形状を示す図で
ある。
ある。
【図６】実施例１または２の電極端子付き電極の積層物
に引き出し端子部を接合したものの形状を示す図であ
る。
に引き出し端子部を接合したものの形状を示す図であ
る。
【図７】比較例１の電極端子付き電極の形状を示す図で
ある。
ある。
１ 電極端子部
２ 電極活物質層
３ 引き出し端子部
４ 電気的接続部
５ 正極活物質層
６ 負極活物質層
７ 電解質（セパレータ）
８ 電極（正極）端子部
９ 電極（負極）端子部
１０ 集電体
１１ 集電体
１２ 正極引き出し端子部
１３ 負極引き出し端子部
ａ 正極
ｂ 負極
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−231796（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/00 - 10/40
H01M 6/00 - 6/22
H01M 2/30
Claims (5)
- 【請求項１】 正極および負極が電解質を介して交互に
積層されてなる角形電池において、正極および／または
負極の端子部（以下、電極端子部とも言う。）が、該端
子部に接合される電極の幅の５０％以上の幅を有し、か
つ各電極端子部の一部分が互いに積層して厚みが１０〜
１００μｍの引き出し端子部と溶接により電気的接続部
分を形成したものであることを特徴とする角形電池。 - 【請求項２】 正極端子部と負極端子部が、電極の互い
に対向する辺側に設けたものである請求項１記載の角形
電池。 - 【請求項３】 引き出し端子部の幅が、電極端子部の電
気的接続部分の幅の７０％以上のものである請求項１ま
たは２記載の角形電池。 - 【請求項４】 引き出し端子部と電極端子部の電気的接
続部分が、非接続部を有して複数個所で電気的に接続さ
れたものである請求項１，２または３記載の角形電池。 - 【請求項５】 電解質が固体電解質である請求項１，
２，３または４記載の角形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04427596A JP3519201B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 角形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04427596A JP3519201B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 角形電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213301A JPH09213301A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3519201B2 true JP3519201B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=12686967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04427596A Expired - Fee Related JP3519201B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 角形電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519201B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307084A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
| JP2007128904A (ja) * | 1998-02-19 | 2007-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3373242B2 (ja) * | 1993-02-05 | 2003-02-04 | ティーディーケイ株式会社 | 積層型電池とその製造方法 |
| JPH07245092A (ja) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Sony Corp | 二次電池 |
| JPH07272761A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
| JP3605851B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2004-12-22 | ソニー株式会社 | 二次電池 |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP04427596A patent/JP3519201B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09213301A (ja) | 1997-08-15 |
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